혈액 내 스테로이드 호르몬의 구성 비율을 측정해 신체의 노화 정도를 인공지능(AI)으로 측정하는 기술이 개발됐다. 14일(현지시간) 《사이언스 어드밴시스(Science Advances)》에 발표된 일본 오사카대 연구진의 논문을 토대로 의학전문매체 메디컬 익스프레스가 보도한 내용이다.
우리는 모두 노화를 거스르는 듯한 사람, 즉 같은 나이임에도 불구하고 또래보다 젊어 보이는 사람이 있다. 그 비결은 무엇일까? 이를 알기 위해선 먼저 출생연도에 의한 나이가 아니라 신체의 노화 정도에 따른 생물학적 나이를 식별하는 기술이 필요하다.
오사카대 단백질연구원 연구진은 부신에서 분비되는 스테로이드 호르몬의 대사 경로를 AI 기반 모델에 통합해 이를 정량화 할 수 있는 기술을 개발했다. 다섯 방울의 혈액만 있어도 22가지 주요 스테로이드 호르몬과 그 상호작용을 분석해 생물학적 나이를 추산하는 새로운 기술이다.
노화는 단순히 살아온 연수가 아니라 유전, 생활 방식, 환경적 요인에 의해 영향을 받는다. 생물학적 나이를 추정하는 기존 방법은 DNA 메틸화나 단백질 수준 같은 광범위한 생체지표에 의존하는데 신체 내부의 균형을 조절하는 복잡한 호르몬 네트워크를 간과하는 경우가 많다.
논문 주저자 중 한 명인 왕치우이 박사는 “우리 몸은 항상성을 유지하기 위해 호르몬에 의존하기 에 이를 노화의 주요 지표로 사용하자는 생각을 했다”고 말했다. 여러 호르몬 중에서 신진대사, 면역 기능, 스트레스 반응에 중요한 역할을 하는 스테로이드 호르몬에 초점이 맞춰졌다.
연구진은 스테로이드 대사 경로를 통합하는 심층 신경망(DNN) 모델을 개발해 서로 다른 스테로이드 분자 간의 상호 작용을 AI가 포착하게 하는 모델을 만들었다. 이 모델은 개인마다 크게 다른 스테로이드의 절대적 수치 대신 스테로이드의 비율을 조사해 보다 개인화되고 정확한 생물학적 나이 평가를 제공한다. 이 모델은 수백 명의 혈액 샘플을 통한 기계학습을 통해 나이가 들수록 생물학적 연령 차이가 커지는 경향이 있음을 밝혀냈다.
이 연구에서 가장 눈에 띄는 결과 중 하나는 ‘스트레스 호르몬’인 코르티솔과 관련된 것이다. 연구진은 코르티솔 수치가 두 배로 증가하면 생물학적 나이가 약 1.5배 증가한다는 사실을 발견했다.
이는 만성 스트레스가 생화학적 수준에서 노화를 가속화할 수 있음을 시사한다. 또 장기적인 건강 유지에 있어 스트레스 관리의 중요성을 뒷받침한다. 연구책임자인 다카오 도시후미 교수(생화학)는 “우리의 연구 결과는 스트레스가 생물학적 노화에 측정 가능한 영향을 미친다는 구체적인 증거를 제공한다”고 했다.
연구진은 이 AI 기반 생체 나이 모델이 보다 개인 맞춤형 건강관리와 노화를 늦추기 위한 개입을 가능하게 해줄 것으로 기대하고 있다. 이 기술을 토대로 향우 질병의 조기 발견, 맞춤형 건강 프로그램, 노화를 늦추기 위한 생활습관 개선 등에 두루 응용될 수 있다고 연구진은 설명했다.
해당 논문은 다음 링크(https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adt2624)에서 확인할 수 있다.
